Tarkkuus ei ole koskaan tarpeetonta. Siksi on luotu ja olemassa kaikkialla maailmassa kansainvälisten mittausten järjestelmä, joka ilmaistaan kaikkien ihmisen tuntemien mittausten standardeissa. Ja vain kilogramman standardi erottuu mittayksiköiden alueella. Loppujen lopuksi hän on ainoa, jolla on fyysinen tosielämän prototyyppi. Kuinka paljon se painaa ja missä maassa kansainvälinen kilon standardi on tallennettu, vastaamme tässä artikkelissa.
Mihin tarvitsemme standardeja?
Kilo, kuten appelsiinit, painaa yhtä paljon Afrikassa ja Venäjällä? Vastaus on kyllä, melkein. Ja kaikki kiitos kansainväliselle järjestelmälle kilogramman, metrin, sekunnin ja muiden fyysisten parametrien standardien määrittämiseksi. Mittausstandardit ovat välttämättömiä ihmiskunnalle taloudellisen toiminnan (kauppa) ja rakentamisen (piirustusten yhtenäisyys), teollisuuden (seosten yhtenäisyys) ja kulttuurin (aikavälien yhtenäisyys) ja monien muiden toiminta-alueiden turvaamiseksi. Ja jos sisäänJos iPhonesi hajoaa lähitulevaisuudessa, on hyvin todennäköistä, että tämä johtui tärkeimmän massastandardin painon muutoksista.
standardien historia
Jokaisella sivilisaatiolla oli omat standardinsa ja standardinsa, jotka muuttivat toisiaan vuosisatojen kuluessa. Muinaisessa Egyptissä esineiden massa mitattiin kantareilla tai kikkareilla. Muinaisessa Kreikassa nämä olivat kykyjä ja drakmoja. Ja Venäjällä tavaroiden massa mitattiin punnoina tai keloina. Samaan aikaan ihmiset eri taloudellisissa ja poliittisissa järjestelmissä ikään kuin sopivat, että massan, pituuden tai muun parametrin yksikkö olisi verrattavissa yhteen sopimusyksikköön. Mielenkiintoista on, että jopa pood muinaisina aikoina saattoi erota kolmanneksen eri maiden kauppiaiden kesken.
Fysiikka ja standardit
Järjestelmät, usein sanalliset ja ehdolliset, toimivat, kunnes henkilö otti tieteen ja tekniikan vakavasti. Fysiikan ja kemian lakien ymmärtämisen, teollisuuden kehityksen, höyrykattilan luomisen ja kansainvälisen kaupan kehittymisen myötä tarvittiin tarkempia yhtenäisiä standardeja. Valmistelutyö oli pitkä ja vaivalloinen. Fyysikot, matemaatikot ja kemistit kaikkialla maailmassa työskentelivät löytääkseen universaalin standardin. Ja ensinnäkin - kilon kansainvälinen standardi, koska painon mittauksesta muut fyysiset parametrit (ampeeri, voltti, watti) hylkivät.
Metrillinen sopimus
Pariisin laitamilla vuonna 1875 tapahtui merkittävä tapahtuma. Sitten ensimmäistä kertaa 17 maata (mukaan lukien Venäjä) allekirjoitti mittarinyleissopimus. Tämä on kansainvälinen sopimus, joka takaa standardien yhtenäisyyden. Tänä päivänä siihen on liittynyt 55 maata täysjäseniksi ja 41 maata liitännäisjäseniksi. Samaan aikaan perustettiin Kansainvälinen paino- ja mittatoimisto sekä kansainvälinen paino- ja mittakomitea, jonka päätehtävänä on valvoa standardoinnin yhtenäisyyttä kaikkialla maailmassa.
Ensimmäisen metrisopimuksen standardit
Metterin standardi oli platinan ja iridiumin (9:1) seoksesta valmistettu viivain, jonka pituus oli yksi 40 miljoonasosa Pariisin pituuspiiristä. Saman seoksen kilostandardi vastasi yhden litran (kuutiodesimetrin) veden massaa 4 celsiusasteen lämpötilassa (korkein tiheys) normaalipaineessa merenpinnan yläpuolella. Normaali sekunti oli 1/86400 keskimääräisestä aurinkopäivästä. Kaikki 17 konferenssiin osallistuvaa maata saivat kopion standardista.
Paikka Z
Prototyyppejä ja standardin alkuperäiskappaletta säilytetään nykyään Sèvresissä Pariisin lähellä sijaitsevassa paino- ja mittakammiossa. Pariisin laitamilla on paikka, jossa kilon, metrin, kandela (valon voimakkuus), ampeeri (virran voimakkuus), kelvin (lämpötila) ja mooli (aineen yksikkönä ei ole fyysistä standardia) standardi on. tallennettu. Näihin kuuteen standardiin perustuvaa paino- ja mittajärjestelmää kutsutaan kansainväliseksi yksikköjärjestelmäksi (SI). Mutta standardien historia ei päättynyt tähän, se oli vasta alussa.
SI
Käyttämämme vakiojärjestelmä - SI (SI), ranskalaisesta Systeme International d'Unitesista - sisältää seitsemän perusyksikköä. Tämä on metri (pituus),kilogramma (massa), ampeeri (virta), kandela (valon intensiteetti), kelvin (lämpötila), mooli (aineen määrä). Kaikki muut fyysiset suureet saadaan erilaisilla matemaattisilla laskelmilla perussuureita käyttäen. Esimerkiksi voiman yksikkö on kg x m/s2. Kaikki maailman maat paitsi Yhdysvallat, Nigeria ja Myanmar käyttävät mittauksissa SI-järjestelmää, mikä tarkoittaa tuntemattoman suuren vertaamista standardiin. Ja standardi vastaa fyysistä arvoa, jonka kaikki myöntävät olevan ehdottoman tarkka.
Paljonko on viitekilo?
Vaikuttaa yksinkertaisemm alta - 1 kilogramman standardi vastaa 1 litran vettä. Mutta itse asiassa tämä ei ole täysin totta. Mitä ottaa kilostandardiksi noin 80 prototyypistä, on melko monimutkainen kysymys. Mutta sattum alta valittiin seoksen koostumuksen optimaalinen variantti, joka kesti yli 100 vuotta. Massakilon standardi on valmistettu platinan (90 %) ja iridiumin (10 %) seoksesta, ja se on sylinteri, jonka halkaisija on yhtä suuri kuin korkeus ja on 39,17 millimetriä. Siitä tehtiin myös tarkat kopiot, 80 kappaletta. Kilogrammistandardin kopiot sijaitsevat sopimukseen osallistuvissa maissa. Päästandardi säilytetään Pariisin esikaupunkialueella ja se on peitetty kolmella suljetulla kapselilla. Missä tahansa kilostandardi sijaitseekin, täsmäytys tärkeimmän kansainvälisen standardin kanssa suoritetaan kymmenen vuoden välein.
Tärkein standardi
Kilon kansainvälinen standardi valettiin vuonna 1889, ja sitä säilytetään Sevresissä Ranskassa Kansainvälisen paino- ja mittatoimiston kassakaapissa peitettynäkolme suljettua lasikorkkia. Vain kolmella toimiston korkea-arvoisella edustajalla on tämän kassakaapin avaimet. Päästandardin lisäksi kassakaapissa on myös kuusi sen tuplaa tai seuraajaa. Joka vuosi painon päämitta, joka otetaan kilogramman standardiksi, poistetaan juhlallisesti tarkastettavaksi. Ja joka vuosi hän laihtuu ja laihtuu. Syynä tähän painonpudotukseen on atomien irtoaminen näytettä otettaessa.
venäläinen versio
Kopio standardista on myös Venäjällä. Se on tallennettu All-Venäjän metrologian tutkimuslaitokseen. Mendelejev Pietarissa. Nämä ovat kaksi platina-iridium-prototyyppiä - nro 12 ja nro 26. Ne ovat kvartsitelineellä, peitetty kahdella lasikorkilla ja suljettuna metalliseen kassakaappiin. Ilman lämpötila kapseleiden sisällä on 20 °C, kosteus 65 %. Kotimainen prototyyppi painaa 1,000000087 kiloa.
Kilogramman standardi pudottaa painoa
Standardin täsmäytys osoitti, että kansallisten standardien tarkkuus on noin 2 µg. Kaikki ne säilytetään samanlaisissa olosuhteissa, ja laskelmat osoittavat, että kilostandardi pudottaa 3 x 10−8sadassa vuodessa. Mutta määritelmän mukaan kansainvälisen standardin massa vastaa 1 kilogrammaa, ja kaikki muutokset standardin todellisessa massassa johtavat muutokseen kilogramman arvossa. Vuonna 2007 kävi ilmi, että kilon sylinteri alkoi painaa 50 mikrogrammaa vähemmän. Ja hänen painonpudotuksensa jatkuu.
Uusia tekniikoita ja uusi painon mittausstandardi
Poistaaksesivirheitä, kilogrammastandardin uutta rakennetta etsitään. Tietyn määrän pii-28-isotooppien standardia on kehitetty. On olemassa projekti "Elektroninen kilogramma". National Institute of Standards and Technology (2005, USA) suunnitteli laitteen, joka perustuu tehon mittaamiseen, joka tarvitaan sellaisen sähkömagneettisen kentän luomiseen, joka pystyy nostamaan 1 kg massaa. Tällaisen mittauksen tarkkuus on 99,999995%. Massan määritelmää on kehitetty suhteessa neutronin lepomassaan. Kaikki nämä kehitystyöt ja teknologiat mahdollistavat fyysisen massastandardin sitomisen välttämisen, korkeamman tarkkuuden ja mahdollisen sovinnon saavuttamisen kaikkialla maailmassa.
Muita lupaavia projekteja
Ja vaikka maailman tieteen huipputekijät määrittävät, mikä tapa ratkaista ongelma on luotettavampi, lupaavin on projekti, jossa massa ei muutu ajan myötä. Tällainen standardi olisi hiili-12-isotooppiatomien kuutiokappale, jonka korkeus on 8,11 senttimetriä. Tällaisessa kuutiossa on 2250 x 281489633 hiili-12 atomia. Yhdysv altain kansallisen standardisointi- ja teknologiainstituutin tutkijat ehdottavat, että kilostandardi määritetään Planckin vakion ja kaavan E=mc^2 avulla.
Moderni metrijärjestelmä
Nykyaikaiset standardit eivät ole ollenkaan entisellään. Alunperin planeetan ympärysmittaan liittyvä mittari vastaa nykyään etäisyyttä, jonka valonsäde kulkee yhdessä 299792458 sekunnissa. Mutta toinen on aika, jonka aikana 9192631770 kuluucesiumatomin värähtelyt. Kvanttitarkkuuden edut ovat tässä tapauksessa ilmeiset, koska ne voidaan toistaa missä tahansa planeetalla. Tämän seurauksena ainoa fyysisesti olemassa oleva standardi on kilogramman standardi.
Paljonko standardi maksaa?
Yli 100 vuotta ollut standardi on jo arvokas, ainutlaatuisena ja esineenä. Mutta yleensä hintaekvivalentin määrittämiseksi on tarpeen laskea atomien lukumäärä kilogrammassa puhdasta kultaa. Numero saadaan noin 25 numerosta, ja tämä tapahtuu ottamatta huomioon tämän esineen ideologista arvoa. Mutta on liian aikaista puhua kilostandardin myynnistä, koska maailman yhteisö ei ole vielä päässyt eroon kansainvälisen yksikköjärjestelmän ainoasta jäljellä olevasta fyysisestä standardista.
Ihmettelen mittoja
Kaikilla planeetan aikavyöhykkeillä aika määräytyy suhteessa UTC:hen (esimerkiksi UTC+4:00). Huomionarvoista on, että lyhenteessä ei ole lainkaan dekoodausta; Kansainvälinen televiestintäliitto hyväksyi sen vuonna 1970. Ehdotettiin kahta vaihtoehtoa: englannin CUT (Coordinated Universal Time) ja ranskan TUC (Temps Universel Coordonné). Valitsimme keskineutraalin lyhenteen.
Merellä käytetään solmumittausta. Aluksen nopeuden mittaamiseen käytettiin erityistä lokia, jonka solmut olivat samalla etäisyydellä ja joka heitettiin laidan yli ja laski solmujen lukumäärän tietyn ajan. Nykyaikaiset laitteet ovat paljon edistyneempiä kuin solmuinen köysi, mutta nimi säilyy.
Sanan huolellisuus, merkitysjonka äärimmäinen tarkkuus ja tarkkuus tulivat kieliin antiikin Kreikan painostandardin nimestä - skruple. Se oli 1,14 grammaa ja sitä käytettiin hopeakolikoiden punnitsemiseen.
Myös rahayksiköiden nimet ovat usein peräisin painomittojen nimistä. Niinpä hopeakolikoita kutsuttiin Iso-Britanniassa puntaa, ja 240 näistä kolikoista painoi puntaa. Muinaisella Venäjällä käytettiin "hopeahryvnia" tai "kultahryvnia", mikä tarkoitti tiettyä määrää kolikoita painoekvivalentteina.
Auton hevosvoiman oudolla mittauksella on hyvin todellinen alkuperä. Höyrykoneen keksijä James White päätti tällä tavalla demonstroida keksintönsä etua vetokuljetuksiin verrattuna. Hän laski kuinka paljon hevonen pystyy nostamaan kuormaa minuutissa ja nimesi tämän määrän yhdeksi hevosvoimaksi.
